【linux】线程同步互斥量死锁读写锁

最新推荐文章于 2024-04-02 18:29:52 发布

m0_73189710

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文章标签： java 开发语言 linux 服务器 1024程序员节

本文链接：https://blog.youkuaiyun.com/m0_73189710/article/details/127612847

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1.线程同步的概念

所谓的同步，即为同时起步，协调一致。对同步的理解方式各不相同。比如：在设备中同步是指在两个设备之间规定的时间参考；数据库同步是指让两个或多个数据库保持一致，或者按需要部分保持一致；文件同步是指让两个文件或多个文件夹里的文件保持一致。

而在编程中、通信中所说的同步是与生活中大家印象中的同步概念略有差异。“同”字应是指协同、协助、相互配合。

同步即协同步调，对公共区域数据按预定的先后次序访问，防止数据混乱。

同步的目的是为了避免数据混乱，解决与时间有关的错误。实际上，不仅线程时间需要同步，进程间、信号间也需要同步机制。因此，所有“多个控制流，共同操作一个共享资源”的情况下，都需要同步。

2.数据混乱的原因

1.资源共享时（独享资源不会）

2.调度随机（一位置数据访问会出现竞争）

3.线程间缺乏必要的同步机制

在上面三点中，前两点不能改变，欲提高效率，传递数据，资源必须共享。只要共享资源，就一定会出现竞争。只要存在竞争关系，数据就很容易很乱。就只能在第三点解决，使多个线程在访问共享资源的时候，出现互斥。

3.互斥量

在linux中提供一把互斥锁mutex（也称为互斥量）。

每一个线程在对资源操作前都尝试先加锁，成功加锁才能操作。操作结束解锁。

资源还是共享的，线程间也还是竞争的。

但通过“锁”就将资源的访问变成互斥操作，而后与时间有关的错误也不会在产生了。

注意：在同一时刻，只能有一个线程持有该锁。

比如：当线程A对某个全局变量加锁访问，B在访问前尝试加锁，拿不到锁，B阻塞。线程C不去加锁，而是直接访问该全局变量，依然能够访问，但会出现数据混乱。

所以互斥锁实质上是操作系统提供的一把“建议锁”（又称“协同锁”），建议程序中有多线程访问共享资源的时候使用该机制。但并没有强制限定。

因此即使有了mutex，如果有线程不按规则来访问数据，依然会造成数据混乱。

例程：父子线程共同使用共享资源stdout，利用sleep造成时间差混乱。

#include<stdio.h>
#include<string.h>
#include<pthread.h>
#include<stdlib.h>
#include<unistd.h>

void *f(void *arg)
{
	srand(time(NULL));
	while(1)
	{
		printf("hello ");
		sleep(rand() % 3);
		printf("world \n");
		sleep(rand() % 3);
	}
	return NULL;
}

int main(void)
{
	pthread_t tid;
	srand(time(NULL));
	pthread_create(&tid, NULL, f, NULL);
	while(1)
	{
		printf("HELLO ");
		sleep(rand() % 3);
		printf("WORLD\n ");
		sleep(rand() % 3);
	}
	pthread_join(tid,NULL);
	return 0;
}